Sesión 1: “Estructura interna de un ordenador”.

Mantenimiento y Reparación de computadoras

Introducción

Cuando nos sentamos frente a una computadora son varias las cosas que debemos tener claras. Es importante saber qué es una PC, conocer sus partes, y como utilizarla. Una persona que va a comprar una computadora casi siempre desconoce de la tecnología que utiliza. Por lo tanto, debemos conocer su estructura interna, es decir, todos los componentes físicos que la conforman.

Objetivo: • Al finalizar esta sesión, el alumno deberá ser

capaz de:

1. Dominar los aspectos principales a la arquitectura de un equipo de computo.

2. Conocer cada unos de los componentes que conforman la estructura interna de un ordenador.

3. Adquirir conocimientos de hardware en las distintas plataformas y arquitecturas, que le permitan encarar temas referentes a la tecnología computacional.

1. Placa base o tarjeta madreLa Placa Base o tarjeta madre es la plataforma sobre la que se construye la computadora, también conocida como tarjeta principal, placa base o MOTHERBOARD. En esta placa de circuito impreso descansa la arquitectura ABIERTA de la máquina recordemos que las PC fueron diseñadas para ser construidas en forma modular.

1. Placa base o tarjeta madreEl factor de forma de una tarjeta madre se refiere a las dimensiones físicas y al tamaño de la tarjeta y dicta el tipo de gabinete que pueda ajustarse la tarjeta. Existen varios factores de forma compatibles que se utilizan para la tarjetas madre entre ellos se encuentran:

LPX. Las tarjetas LPX se distinguen por varias características particulares. La más notable es que las ranuras de expansión están montadas sobre una tarjeta de bus vertical que se conecta en la tarjeta madre. Otra característica es la colocación estándar de los conectores en la parte posterior de la tarjeta.

1. Placa base o tarjeta madreATX. Las tarjetas ATX es una combinación de las mejores características de los diseños de las tarjetas madre BABY-AT y IPX, incorporando muchas nuevas mejoras y características. Otra de las características de las placas ATX son el tipo de conector a la Fuente de alimentación, el cual es de 24 (20+4) contactos que permiten una única forma de conexión y evitan errores como con las fuentes AT y otro conector adicional llamado P4, de 4 contactos.

1. Placa base o tarjeta madreLa Placa Base o tarjeta madre es la plataforma donde se alojan las siguientes secciones básicas:

Zócalo de conexión para el

Microprocesador

Ranuras para la Memoria RAM

Ranuras de expansión para

periféricos

Conectores para discos

Puertos de Entrada y

Salida

BIOS

Pila

2. Fuente de alimentaciónLa Fuente de alimentación es una de las piezas más importantes de un ordenador, es el componente eléctrico- electrónico que transforma la corriente de la red eléctrica, a través de unos procesos en el que se consigue reducir la tensión de entrada a la fuente (220V 0 125V) que son los que nos otorga la red eléctrica por medio de un transformador de bobina de 5 a 12 voltios, que es lo que necesita nuestra PC para poder funcionar. Existen dos tipos de Fuente de alimentación que pueden ser: AT o ATX.

3. GabineteEl Gabinete es una caja metálica y de plástico, horizontal o vertical (en este último caso, también es llamado torre o de escritorio), en el que se encuentran todos los componentes de la computadora (placas, disco duro, procesador, etc).

Gabinete tipo torre

Gabinete tipo Escritorio

4. Ranuras de ExpansiónYa hemos dicho que una de las razones principales del gran éxito de las PC, es su enorme capacidad de crecimiento, que a su vez descansa en la tarjetas auxiliares que se conectan en ranuras de expansión o (slots) especiales.

En la actualidad existen cuatro tipos de ranuras de expansión comunes, aunque ha habido otros estándares que ya no se utilizan.

4. Ranuras de ExpansiónExisten diversos tipos de ranuras de expansión entre las más comunes tenemos:

a) Ranura AGP. Esta ranura, especialmente diseñada para conectar la tarjeta de video, posee la suficiente velocidad y ancho de banda para manejar el enorme flujo de datos que requieren las modernas aplicaciones multimedia.

b) Ranura PCI. Es la ranura de expansión que más se utiliza en la actualidad, porque proporciona una adecuada velocidad de transferencia de datos sin grandes costos.

5. MemoriasLa Memoria RAM (Random Access Memory o Memoria de Acceso Aleatorio) es uno de los componentes más importantes de los actuales equipos informáticos y su constante aumento de la velocidad y capacidad ha permitido a las PC´s crecer en potencia de trabajo y rendimiento.

5. MemoriasCuando compramos memoria RAM en nuestra tienda de informática comprobamos como estos pequeños chips no se encuentran sueltos, sino soldados a un pequeño circuito impreso denominado módulo, que podremos encontrar en diferentes tipos y tamaños, cada uno ajustado a una necesidad concreta (SIMM, DIMM, RIMM)

5. MemoriasSobre ellos se sueldan los chips de memoria, de diferentes tecnologías y capacidades. Ahora bien, mientras que los ensambladores de módulos se cuentan por centenas, la lista de fabricantes de los propios chips de memoria son un número menor y solo encontramos unas pocas empresas como: BUFFALO, CORSAIR, Kingston o Samsung.

Modulo de Memoria. Este puede ser SIMM, DIMM, RIMM según la arquitectura de la palca base.

5. MemoriasLa Memoria RAM (Random Access Memory o Memoria de Acceso Aleatorio) se divide en los siguientes tipos:

Memoria DRAM: Representa la abreviatura de Dynamic Random Access Memory. Entre sus ventajas más importantes encontramos el bajo coste en comparación con otras tecnologías mucho más caras y complejas. Además sus prestaciones son suficientemente rápidas para cubrir las necesidades de los procesadores que hasta poco se estaban utilizando. Entre sus mayores desventajas encontramos la necesidad de refrescar la memoria cientos de veces por segundo, ya que en un momento sin energía hará que todos los datos se pierdan. Por ello, estos chips consumen una gran cantidad de energía y requieren de control constante.

Memoria SRAM: Representa la abreviatura de Static Random Access Memory. No precisa tanta electricidad como la anterior para su refresco y movimiento de las direcciones de memoria, por lo que en resumidas cuentas, funciona más rápida que la DRAM. Sin embargo, tiene un elevado precio para ser utilizada en la memoria caché (Un caché es un sistema especial de almacenamiento de alta velocidad) de los procesadores.

5. MemoriasLa Memoria RAM (Random Access Memory o Memoria de Acceso Aleatorio) se divide en los siguientes tipos:

Memoria Tag RAM: Este tipo de memoria almacena las direcciones de memoria de cada uno de los datos de la DRAM almacenados en la memoria caché del sistema. Así, si el procesador requiere un dato y encuentra su dirección en la Tag RAM, va a buscarlo inmediatamente en la caché, lo que agiliza el proceso.

Memoria VRAM: Esta es la memoria que utiliza nuestro controlador gráfico para poder manejar toda la información visual que le manda la PCU del sistema. La principal característica de este tipo de memoria es que es accesible de forma simultanea por dos dispositivos. De esta manera, es posible que la CPU grabe información en ella, mientras se leen los datos que serán visualizados en el monitor en cada momento.

6. Puertos de Entrada y SalidaLos Puertos de Entrada y Salida o Puertos I/O permiten comunicarse con elementos externos, la plataforma PC dispone de una ampliar variedad de puertos de entrada y salida de datos. Normalmente, en una placa principal típica encontramos lo siguiente:

6. Puertos de Entrada y SalidaPuertos Seriales. Permiten la comunicación con dispositivos de baja velocidad. Estos puertos son los de más lento desempeño en una PC. Durante muchos años, se utilizan para conectar dispositivos elementos periféricos y existen osciloscopios, multímetros, lectores de código de barra, etc. que todavía usan un puerto serial para poder trabajar.

6. Puertos de Entrada y SalidaPuertos Paralelos. Aunque son más rápidos que los puertos seriales, los puertos paralelos tienen una grave limitación en su velocidad de transferencia. Esto se debe a su “antigüedad” ya que aparecieron junto con la primera generación de computadoras personales. Comúnmente, se utilizan para conectar la impresora, pero también suelen usarse para el escáner, discos externos, etc.

6. Puertos de Entrada y SalidaPuertos USB. Permiten comunicarse con los elementos externos, y mejoran el manejo de varios dispositivos a la vez. Los puestos USB superan ampliamente a los puertos seriales y paralelos. La mayoría de las impresoras, escáner, ratones, unidades de disco externas, etc. ya disponen de esta nueva tecnología.

6. Puertos de Entrada y SalidaPuertos del Mouse y Teclado. Son conectores que reciben las señales provenientes del teclado y del ratón. Se conocen genéricamente como “entradas PS/2”, porque aparecieron junto con los sistemas PS2 de IBM. Físicamente, estos conectores, son idénticos entre sí, pero no son intercambiables. Debido a la popularidad que últimamente han adquirido los dispositivos con interfaz tipo USB, es muy probable que el puerto del teclado como el puerto del mouse desaparezcan poco a poco.

7. El MicroprocesadorEl Microprocesador o Procesador es el componente más importante de un ordenador. Están compuestos de cuatro secciones funcionales:

• La unidad aritmética/lógica; proporciona al chip su capacidad de cálculo• Los registros; áreas de almacenamiento temporal que contienen datos• La sección de control; dirige y controla todos los procesos• Un bus interno; red de líneas de comunicación.

La evolución de los microprocesadores ha sido enorme.

El 8086 es un microprocesador de 8 bits, rápidamente quedó anticuado, ya que las aplicaciones empezaron a desarrollarse con tecnología de 16 bits.

Aparecieron los microprocesadores 8088 (XT), que emulaban el trabajo a 16 bits y que dieron paso a los auténticos procesadores a 16 bits 80286 (AT)

7. El Microprocesador

Posteriormente llegaron los 80386 , basados en la tecnología de 32 bits. Aparecieron dos microprocesadores diferentes:

Los DX que procesaban y transferían la información con valor de 32 bits.

Los SX que, aunque procesaban información a 32 bits, la transmitían a 16

La Evolución de los Microprocesadores

El siguiente microprocesador fue el 80486, que seguía procesando y transfiriendo la información a 32 bits.

La Evolución de los Microprocesadores

El siguiente paso en la evolución fueron los 80586 o PENTIUM, que rápidamente derivaron a los PENTIUM PRO.

PENTIUM PRO

PENTIUM

Pentium MMX

Pentium II

Pentium III

La Evolución de los Microprocesadores

Los procesadores actuales son los Pentium 4, que han roto la barrera del GHz en cuanto a velocidad y que, presumiblemente, será un paso intermedio más hacia microprocesadores más potentes.

La Evolución de los Microprocesadores

Los microprocesadores anteriormente detallados pertenecen a Intel, estándar en la informática personal; sin embargo, estos no son los únicos procesadores existentes, sino que existe una amplia gama ( procesadores AMD, el procesador PowerPC de Apple, IBM y Motorola, etc.) que cubren las distintas necesidades de trabajo de los usuarios.

La Evolución de los Microprocesadores

Desde hace un tiempo, los microprocesadores AMD están compitiendo con los del Intel en el ámbito de la informática personal; entre sus modelos destacan los AMD-K7 (Athlon) y Athlon XP.

AMD-K7 (Athlon)

La Evolución de los Microprocesadores

AMD-K7 (Athlon XP)

8. Zócalo de Conexión para el Microprocesador

El zócalo o (en inglés) socket es una pieza de plástico que funciona como intermediario entre la placa base y el microprocesador. Cada generación de procesadores tiene sus zócalos. Cada una es compatible solamente con los de la misma familia. Esta es más bien una estrategia de mercado de los grandes fabricantes, para forzar la actualización de las placas madre, y últimamente como un factor más en la cerrada competencia.

9. Ventilador y Disipador de Calor

El Disipador de calor es una estructura metálica (por lo general de aluminio) que va montada sobre el Microprocesador para ayudarlo a liberar o extraer el calor. El Ventilador es el que mueve el aire y lo introduce dentro del disipador, que es una placa de aluminio o cobre con aletas para que el calor disipe hacia arribaEl disipador se coloca encima del procesador y el ventilador encima del disipador.

VentiladorDisipador

10. Sistema Básico de Entradas y Salidas (BIOS)

BIOS. Se trata de un pequeño circuito que permite interconectar sin problemas el sistema operativo y el hardware de la máquina.

10. Sistema Básico de Entradas y Salidas (BIOS)

En el BIOS se aloja el SETUP, que es una utilería que permite configurar y optimizar hasta cierto punto el sistema. Cualquier manejo inadecuado del SETUP se traduce en un bloqueo total del equipo.

Los dos principales fabricantes del BIOS son AMI (American Megatrends Inc.) y Phoenix (que también maneja la BIOS de Award). Algunos de los más importantes fabricantes de computadoras personales, también producen sus propios BIOS, es el caso de IBM, Acer, HP, Dell y Compaq.

11. Módem

El Modém acrónimo de las palabras modulador/ demulador. El módem actúa como equipo terminal del circuito de datos (ETCD) permitiendo la transmisión de un flujo de datos digitales a través de una señal analógica.

11. MódemLa computadora consiste en un dispositivo digital que funciona al encender y apagar interruptores electrónicos. Las líneas telefónicas, de lo contrario, son dispositivos análogos que envían señales como un corriente continuo. El módem tiene que unir el espacio entre estos dos tipos de dispositivos. Debe enviar los datos digitales de la computadora a través de líneas telefónicas análogas. Logra esto modulando los datos digitales para convertirlos en una señal análoga; es decir, el módem varía la frecuencia de la señal digital para formar una señal análoga continua. Y cuando el módem recibe señales análogas a través de la línea telefónica, hace el opuesto: demodula, o quita las frecuencias variadas de, la onda análoga para convertirlas en impulsos digitales. De estas dos funciones, MODulación y DEModulación, surgió el nombre del módem.

12. Pila

La Pila del ordenador, se encarga de conservar los parámetros de la BIOS cuando el ordenador está apagado. Sin ella, cada vez que encendiéramos tendríamos que introducir las características del disco duro, del chipset, la fecha y la hora.

12. Pila

La Pila se trata de un acumulador, pues se recarga cuando el ordenador está encendido. Sin embargo, con el paso de los años pierde poco a poco esta capacidad (como todas las baterías recargables) y llega un momento en que hay que cambiarla. Esto, que ocurre entre 2 y 6 años después de la compra del ordenador

13. Discos Duros

Un disco duro se compone de muchos elementos; citaremos los más importantes de cara a entender su funcionamiento. En primer lugar, la información se almacena en unos finos platos o discos, generalmente de aluminio, recubiertos por un material sensible a alteraciones magnéticas. Estos discos, cuyo número varía según la capacidad de la unidad, se encuentran agrupados uno sobre otro y atravesados por un eje, y giran continuamente a gran velocidad.

Asimismo, cada disco posee dos diminutos cabezales de lectura/escritura, uno en cada cara. Estos cabezales se encuentran flotando sobre la superficie del disco sin llegar a tocarlo, a una distancia de unas 3 o 4 micropulgadas

13. Discos DurosEstos cabezales generan señales eléctricas que alteran los campos magnéticos del disco, dando forma a la información. (dependiendo de la dirección hacia donde estén orientadas las partículas, valdrán 0 o valdrán 1). La distancia entre el cabezal y el plato del disco también determinan la densidad de almacenamiento del mismo, ya que cuanto más cerca estén el uno del otro, más pequeño es el punto magnético y más información podrá albergar

13. Discos Duros

En el mundo de las PC´s existen dos grandes estándares de discos duros los IDE y SCSI, aunque el primero está mucho más extendido que el segundo, la tecnología SCSI está presente en muchas otras plataformas, como las MAC, Sistemas Unix, AS/400, etc.